ユニバーサルバーコーディングは、生体内で依存しない脂質ナノ粒子の送達を予測します

前臨床脂質ナノ粒子（LNP）送達がヒトで翻訳されるかどうかを予測するには、LNPが入力するために使用されるメカニズムが種間で保存されているかどうかを理解する必要があります。マウス、非ヒト霊長類、および人間では、LNPは、低密度リポタンパク質受容体（LDLR）を結合するアポリポタンパク質E（APOE）を吸着することにより、RNAを肝細胞に供給します。ますます数のLNPは、RNAを非ヘパトサイトに送達することができ、APOEおよびLDLRに依存しない相互作用がLNPトロピズムに影響を与える可能性があることを示唆しています。この仮説を評価するために、化学的に異なるLNPが遺伝的ノックアウトを含むあらゆるマウスモデルで小さな干渉RNAをどのように提供するかを定量化するユニバーサルDNAバーコードシステムを開発しました。98の異なるLNPが、野生型、LDLR - / - 、非常に低密度リポタンパク質受容体、およびAPOE - / - マウスの11細胞タイプをどのように標的としているかを定量化し、これらの遺伝子がどのように内因性脂質を輸送し、LNP送達に影響を与えたかを研究しました。これらのデータは、Kupffer細胞、内皮細胞、および肝細胞をAPOEに依存しない方法で標的とする新規の立体LNPを特定しました。これらの結果は、APOE以外の相互作用がLNP-RNA薬のトロピズムに影響を与える可能性があることを示唆しています。

To predict whether preclinical lipid nanoparticle (LNP) delivery will translate in humans, it is necessary to understand whether the mechanism used by LNPs to enter cells is conserved across species. In mice, non-human primates, and humans, LNPs deliver RNA to hepatocytes by adsorbing apolipoprotein E (ApoE), which binds low-density lipoprotein receptor (LDLR). A growing number of LNPs can deliver RNA to nonhepatocytes, suggesting that ApoE- and LDLR-independent interactions could affect LNP tropism. To evaluate this hypothesis, we developed a universal DNA barcoding system that quantifies how chemically distinct LNPs deliver small interfering RNA in any mouse model, including genetic knockouts. We quantified how 98 different LNPs targeted 11 cell types in wildtype, LDLR-/-, very low-density lipoprotein receptor, and ApoE-/- mice, studying how these genes, which traffic endogenous lipids, affected LNP delivery. These data identified a novel, stereopure LNP that targets Kupffer cells, endothelial cells, and hepatocytes in an ApoE-independent manner. These results suggest that non-ApoE interactions can affect the tropism of LNP-RNA drugs.